数控车综合训练授课教案1.doc

北京现代职业技术学院教案首页课程名称数控车综合训练学习情境名称学习情境1授课时数6总学时120授课班级授课日期工作任务典型螺纹轴的车削加工职业能力要求1.掌握零件的加工工艺分析。2.熟练掌握孔轴类零件的加工方法，能够确定有关的切削用量。3.正确使用循环编程指令。4.能对数控车床进行常规日常维护。5.能对螺纹加工练习件进行初步评价及分析。6.具有良好的职业综合素养和工作态度。教学内容1.非单调变化尺寸零件工艺信息分析方法。2.非单调变化尺寸零件加工顺序确定方法。3.非单调变化尺寸零件加工刀具、夹具的选择及使用。4.零件的装夹、找正方法。5.使用千分尺、游标卡尺、R规、螺纹环规进行质量检测的方法。6.螺纹、槽加工质量评价及超差原因分析的基本方法。 教学资源文本、课件、仿真软件、网络、 CAK5085di数控车床、教学视频、参考资料教学环境数控加工实训中心实训基地、数控编程与仿真加工实训中心、“教、学、做一体化” 多媒体教学平台指导教师编制时间学习情境1典型螺纹轴的车削加工第一部分：工作任务描述1.加工零件项目工作任务名称：典型螺纹轴的车削加工2.零件类型描述：该零件属于比较典型的非单调变化尺寸的轴类零件，包括球头、内孔、螺纹、凹弧、槽等轮廓要素，是典型的数控车削加工中、高级难度的零件。3.任务内容描述：已知毛坯材料为LY12，毛坯尺寸为45mm120mm的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。第二部分：学习情境教学设计学习领域：总学时120学习情境1：典型螺纹轴的车削加工课时6学习目标学习内容1.掌握带凹弧的非单调变化尺寸螺纹轴零件加工工艺制定方案。2. 掌握带凹弧的非单调变化尺寸螺纹轴编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。4.能将外圆车刀正确安装在刀架上。5.正确摆放操作加工所需工具、量具。6.能按操作规范合理使用CAK5085di卧式数控车床，并完成螺纹加工。7.能使用游标卡尺、R规、螺纹环规进行零件的质量检测。8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中。2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写。3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的填写。4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写。5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算。6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工。7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。学习环节设计教学方法1.制定工艺方案2.编制程序、仿真操作加工3.实际操作加工4.零件检测5.学习评价宏观教学方法微观教学方法引导文教学法项目教学法项目单元训练法演示法讲述法讨论法仿真法实操法引导法讲解法范例法教学内容教学设计学习环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作项目，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。表1-1 零件图工艺信息分析卡片单位名称北京现代职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号CZ-01零件名称典型螺纹轴的车削加工分析内容分析理由形状、尺寸大小该零件的加工面是由凹弧、螺纹、槽等轮廓组成。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择现有设备CAK5085di；刀具应选外圆车刀、螺纹刀、切断刀。结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可选用标准刀具进行加工。几何要素、尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。精度、表面粗糙度该零件外圆柱面及椭圆面，尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为IT7-IT8级，图中未注尺寸公差按IT12级处理。该零件表面质量要求最高为Ra1.6,其余为Ra3.2。材料及热处理该零件所用材料LY12为高合金硬铝，硬度为105HB，加工性能等级代号为2，属易切削金属材料。因此，选硬质合金或涂层刀具材料均可，在加工时不宜选择过大的切削用量，切削过程中可不加冷却液。其它技术要求该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排0.545的倒角。生产类型、定位基准该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此，定位基准可选在外圆表面。学生资讯记录：一学习环境设计：环节1：“教、学、做一体化” 多媒体教学平台环节2：数控编程与仿真加工实训中心环节3：数控加工实训中心实训基地环节4：数控加工实训中心工量具室环节5：数控加工实训中心备料室二学习方法设计：1.教师采用引导文教学法引导学生进入学习情境2.教师布置工作项目，提出问题，进行资讯3.教师当学生，分组讨论，学生决策4.学生根据零件图完成学习环境的实施5.教师讲述、演示、解惑6.学生对加工后的零件进行自检互评7.由教、学、做逐渐过渡为做、学、教，做中学，学中做，边学、边做、边修正三学习环节设计：环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作项目，学生资讯，教师解惑教学内容教学设计1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表1-2。表1-2 加工顺序卡片材料零件图号CZ-01系统FANUC 0i工序号001程序名机床设备CAK5085di夹具名称三爪自定心卡盘操作序号工步内容（走刀路线）G功能T刀具切削用量转速Sr/min进给速度Fmm/r切削深度mm(1)中心钻12003(2)钻孔50060(4)镗孔G01T010110000.11(5)粗车工件外轮廓（左）G71/G73T02026000.22(6)精车工件外轮廓（左）G70T020210000.10.5(7)切5X2.5槽（两处）G01T03033500.052(8)粗车工件外轮廓（右）G71T02026000.22(9)精车工件外轮廓（右）G70T020210000.10.5(10)切52退刀槽G01T03033500.052(11)切削螺纹G92T0404800检测、校核小组讨论：1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见教学内容教学设计1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片，见表1-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。由于有凹弧的加工。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度，选择菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择35-55。粗精车外圆主偏角93，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm,，螺纹刀选择P=2的三角螺纹刀片。表1-3 刀具卡片实训课题零件名称零件图号CZ-01序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径R刀尖位置T数量加工表面备 注(1)中心钻1右端面手动(2)20钻头1钻孔手动(3)T0101镗孔刀0.121镗孔(4)T020293精右偏外圆刀0.231粗精车外轮廓(5)T0303切断刀B=4mm1切槽(6)T0404螺纹刀0.201螺纹问题：1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料,听取学生的决策意见教学内容教学设计1.4选择切削用量：小组讨论，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表1-2。根据零件的加工材料和刀具材料，选择切削三要素：切削深度ap、进给量f、切削速度Vc，然后根据公式，计算出主轴转速n粗加工：首先取ap=2.0 mm；其次取f=0.2mm/r；最后取Vc=120 m/min。然后根据公式计算出主轴转速=1000r/min，根据公式=计算出进给速度=200mm/min，填入表1-2中。精加工:首先取ap=0.3mm；其次取f=0.1mm/r；最后取Vc=200 m/min。然后根据公式计算出主轴转速=1500r/min，根据公式=计算出进给速度=100mm/min，填入表1-2中。小组讨论：1.4选择切削用量：学生查阅资料,小组讨论,听取学生的决策意见教学内容教学设计1.5确定工件零点，绘制走刀路线图：学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见表1-5。表1-5 数控加工走刀路线图卡片 注意的问题：1.5确定工件零点，绘制走刀路线图：教学内容教学设计1.6数学处理：该零件主要尺寸的程序设定值计算：一般取为工件尺寸的中值。如本例需要计算凹弧的最大切削深度d，可根据勾股定理来计算，同时确定切削循环次数e和切削深度ap。1.6数学处理：教学内容教学设计学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工2.1编制程序清单，并填入表1-6。 表1-6 数控加工程序清单北京现代职业技术学院数 控 加 工 程 序 清 单零件图号零件名称班级学号姓名成绩CZ-01典型螺纹轴的车削加工程序名O0001子程序名% %工步及刀具说明环节二：编制数控加工程序，仿真操作加工2.1编制程序清单教学内容教学设计2.2仿真操作加工2.2.1打开程序选择机床2.2.2机床回零点2.2.3选择毛坯、材料、夹具、安装工件2.2.4安装刀具2.2.5建立工件坐标系2.2.6上传NC语言2.2.7自动加工仿真加工后工件如下图：2.2仿真操作加工教学内容教学设计学习环节三：实际操作加工3.1毛坯、刀具、工具、量具准备取45mm120mm毛坯材料，控制工件长度至尺寸要求。夹持毛坯工件，伸出长度约为70mm。钻镗孔至尺寸要求。加工左端外轮廓至尺寸要求。调头，夹持44mm外圆。加工右端外轮廓至尺寸要求。正确摆放所需工具、量具3.2程序输入与编辑开机回参考点输入程序程序图形校验3.3零件的数控车削加工主轴正转X向对刀，Z向对刀，设置工件坐标系进行相应刀具参数设置自动加工环节三：实际操作加工3.1毛坯、刀具、工具、量具准备3.2程序输入与编辑3.3零件的数控车削加工教学内容教学设计学习环节四：零件检测4.1学生对加工完的零件进行自检学生使用游标卡尺、千分尺等量具对零件进行检测。4.2教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表4-1。表4-1 零件质量检测结果报告单检测项目技术要求配分评分标准实测结果扣分得分外圆1 Ra1.64/2超差0.01扣2分、降级无分2 Ra1.64/2超差0.01扣2分、降级无分3 Ra1.64/2超差0.01扣2分、降级无分长度44超差无分5304超差无分圆弧6R12 Ra1.63/2不符无分、降级无分7R47 Ra1.63/2不符无分、降级无分8R15 Ra1.63/2不符无分、降级无分内孔10 Ra1.64/2超差0.01扣2分、降级无分113超差0.01扣2分沟槽12525（2处）413522倒角14C21不符无分15未注倒角C1（2处）2不符无分16锐边倒角C0.51不符无分其他安全操作规程违反，扣10分/次编程40总 配 分100总 得 分零件名称图 号CZ-01加工日期开始时间停工时间实际加工时间规格45120结束时间停工原因鉴定单位4.3小组互相检查、点评见表4-2。环节四：零件检测4.1引导学生对加工完的零件进行检测教学内容教学设计表4-2考核结果报告单位名称北京现代职业技术学院零件名称零件图号小组编号典型螺纹轴的车削加工CZ-01班级学号姓名表现零件质量排名4.4教师填写考核结果报告单，见表4-3。表4-3考核结果报告单位名称北京现代职业技术学院 班级学号姓名成绩 零件图号CZ-01零件名称典型螺纹轴的车削加工序号项目考核内容 配分标准%配分得分项目成绩1零件质量（40分）圆柱面20%8槽15%5长度15%12圆弧20%5螺纹30%102工艺方案制定（20分）学习环节1.1分析零件图工艺30%6学习环节1.2确定加工顺序30%6学习环节1.3选择刀具15%3学习环节1.4选择切削用量15%3学习环节1.5确定工件零点，绘制走刀路线图10%23编程仿真（15分）学习环节2.1程序编制40%6学习环节2.2仿真操作加工60%94刀、夹、量具使用（10分）游标卡尺使用20%3R规使用30%2刀具的安装30%3工件的安装20%25安全文明生产（10分）按要求着装20%2操作规范，无操作失误50%5认真维护机床30%36团队协作（5分）能与小组成员和谐相处，互相学习，互相帮助，不一意孤行。100%5教学内容教学设计学习环节五：学习评价5.1加工质量分析报告 表5-1 加工质量分析表单位名称北京现代职业技术学院零件名称零件图号典型螺纹轴的车削加工CZ-01班级学号姓名成绩超差形式原 因外圆尺寸精度超差读尺有误或测量方法有误外圆表面粗糙度不达要求切削用量选择不当；刀刃磨损；加工刚性不够；冷却液问题螺纹配合尺寸不正确5.2个人工作过程总结表5-2 个人工作过程总结单位名称北京现代职业技术学院零件名称零件图号典型螺纹轴的车削加工CZ-01班级学号姓名成绩 环节五：学习评价 教学内容教学设计5.3小组总结报告表5-3 小组总结报告表单位名称北京现代职业技术学院零件名称零件图号典型螺纹轴的车削加工CZ-01班级组名 5.4小组成果展示表5-4、5-5注：附最终加工零件单位名称北京现代职业技术学院数 控 加 工 工 序 卡 片零件名称零件图号材料牌号材料硬度工序名称工序号程序编号加工车间设备名称设备型号夹具名称工步号工 步 内 容刀具号刀具规格mm使用工步号量具切削速度m/min主轴转速r/min进给量mm/r进给速度mm/min背吃刀量mm进给次数备注编 制审 核批 准共 页第 页表5-4 数控加工工序单位名称北京现代职业技术学院数控加工刀具卡片零件名称零件图号材料牌号材料硬度工序名称工序号程序编号加工车间设备名称设备型号夹具名称工 步 号刀 具 号刀具名称刀具参数刀具（片）材料偏置号刀柄型号备注 刀具（尖）直（半）径mm半径补偿量mm长度（位置）补偿量mm刀尖方位半径长度编 制审 核批 准共 页第 页表5-5 数控加工刀具卡片 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）